Réduire les coûts des prototypes CNC : 3 stratégies éprouvées pour les concepteurs

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Lorsqu'on planifie de commander des prototypes CNC, la première considération est le coût. Que peut-on faire pour réduire le coût des services d'usinage CNC ? Cet article aborde le sujet qui intéresse le plus les concepteurs, car nous pouvons améliorer l'efficacité de la production et réduire les coûts en suivant 3 conseils.

Usinage CNC par division de pièces complexes

Si le prototype CNC doit être suffisamment résistant pour des tests mécaniques, l'usinage en une seule pièce est préférable. Si vos pièces sont utilisées pour la vérification de conception ou d'apparence, alors du point de vue du coût, nous vous suggérons de considérer l'usinage CNC par division de pièces complexes.

En particulier pour les pièces à structures complexes, elles ne peuvent pas être traitées dans le même plan. Avec la solution d'usinage CNC par division, les pièces peuvent être divisées en plusieurs éléments de tailles différentes pour le traitement, omettant le traitement auxiliaire 5 axes ou la fabrication de gabarits pour le positionnement et le serrage multiples. Ces processus omis permettent tous d'économiser les coûts de traitement. L'adoption de la solution d'usinage CNC par division peut optimiser efficacement le processus et réduire le temps de traitement.

Optimisation des coûts :

Les pièces en plastique à structures complexes, en particulier les pièces de boîtier, ont de grandes tailles et des structures multidimensionnelles. La solution d'usinage CNC par division peut être adoptée. Les pièces peuvent être divisées en plusieurs éléments pour un traitement séparé, puis collées ensemble. Vous vous inquiétez peut-être que la colle ne tienne pas. Rassurez-vous, Wayken a une vaste expérience dans ce domaine et utilise des schémas de collage spéciaux pour renforcer les pièces.

Les pièces métalliques complexes peuvent également être démontées, en particulier celles avec des structures internes complexes et des filetages internes. Elles peuvent être soudées ou vissées ensemble, ce qui sera moins cher.

Étude de cas 1

Voici un exemple de solution d'usinage CNC par division.

Procédé : Usinage CNC par division puis collage

Matériau : ABS

Post-traitement : Peinture

Schéma de division CNC : Divisé en 3 pièces, surface jaune et surface verte.

Commentaire client : Merci beaucoup pour votre proposition, qui a permis d'économiser notre budget. De plus, l'effet de peinture de cette pièce est très bon, et il n'y a aucune trace de collage. Notre équipe est très satisfaite de ce projet.

Rayons intérieurs (Internal Fillets)

Si vous observez attentivement pendant le processus de fabrication, tous les outils de coupe, quelle que soit leur taille, sont cylindriques et ont un certain diamètre. Cela signifie que l'angle intérieur de la pièce usinée CNC ne peut pas être un angle vif (rayon nul). Que faire si les coins de nos pièces doivent être sans rayon pour assurer l'assemblage ? Bien sûr, c'est aussi possible : pour les pièces en plastique, nous nettoyons généralement les coins à la main pour obtenir un angle vif ; pour les pièces métalliques, on peut passer par l'électroérosion (EDM) pour obtenir un angle vif.

Cependant, ces deux étapes augmentent le coût, il est donc suggéré d'augmenter le rayon intérieur des pièces si les conditions le permettent, afin d'utiliser un outil plus grand pour le traitement et de raccourcir le temps d'usinage.

Optimisation des coûts :

Définir le bord intérieur avec le plus grand rayon intérieur possible et le plus uniforme possible pour éviter les changements d'outil. La précision peut être améliorée en réduisant le nombre de changements d'outil. On peut comparer la coupe des coins à faire du vélo dans un virage : plus le virage est large, plus il est facile de tourner, et on peut maintenir une vitesse relativement constante. Le processus de coupe est le même : si nous pouvons concevoir le coin intérieur avec un grand rayon, l'outil aura un certain espace de manœuvre et ne vibrera pas facilement.

Plus le rayon intérieur est grand, plus le diamètre de l'outil peut être grand, de sorte qu'un seul parcours d'usinage peut enlever plus de matière, accélérant l'efficacité du traitement.

Étude de cas 2

Voici un exemple d'un rayon de pièce supérieur au rayon de l'outil.

Procédé : Usinage CNC

Matériau : Aluminium 6061-T6

Commentaire client : C'est ok d'augmenter le rayon de la pièce, cela facilite l'usinage. Pas de problème d'assemblage. Merci de procéder.

Épaisseur de paroi appropriée

Une conception d'épaisseur de paroi raisonnable est également importante, car une épaisseur trop faible peut causer la rupture des arêtes ou la déformation des pièces. Même avec l'utilisation de petits outils de coupe à basse vitesse, on ne peut pas éviter l'impact des forces externes et les vibrations de l'outil. Par conséquent, une épaisseur de paroi appropriée est plus propice au traitement.

Optimisation des coûts :

Conception raisonnable de l'épaisseur de paroi : pour les pièces métalliques, épaisseur recommandée supérieure à 0,8 mm ; pour les pièces en plastique, zones locales supérieures à 0,5 mm. Bien sûr, la structure spécifique doit être analysée spécifiquement, ce n'est pas un principe général.

Cependant, il convient de noter que dans certaines zones structurelles fonctionnelles, il est nécessaire d'augmenter l'épaisseur de paroi autant que possible, comme l'épaisseur de paroi autour de la partie filetée, car le vissage est un processus d'application de force et une épaisseur de matière trop fine peut causer la rupture du filetage. Pour les besoins de taraudage, les trous pour inserts en laiton doivent également faire attention à la répartition de l'épaisseur de matière.

Étude de cas 3

Voici un exemple de conception d'épaisseur de paroi.

Procédé : Usinage CNC

Matériau : Aluminium 6061

Finition : Brut d'usinage

Commentaire client : Cette position nécessite l'installation du PCB car la taille du PCB est fixe, donc l'épaisseur de paroi à cette position ne peut être que réduite et non augmentée. L'épaisseur de 0,25 mm cause un problème de rupture. Pas de problème, nous pouvons supprimer cette structure. N'interfère pas avec les composants d'assemblage. Veuillez vérifier le fichier modifié comme indiqué sur l'image de droite.

Remarques finales

Avant de commencer le prototypage ou la production en petites séries, nous pouvons revoir les 3 conseils ci-dessus et peut-être trouver de l'inspiration. J'espère que cet article vous a été utile et vous a montré comment réduire le budget de votre projet. Si vous souhaitez en savoir plus, n'hésitez pas à contacter Wayken.